来宝网 2013/12/14点击2242次
v背景—细胞力学研究的重要性
一切生物生命都是由细胞组成的，细胞由生物大分子构成，细胞的形态结构及功能，细胞的生长、发育、成熟、增殖、衰老、凋亡、死亡及癌变以及通路表达，细胞信号传导及基因表达的调控，细胞的分化及其调控机理，都与细胞的力学特性有关。研究力对细胞的作用，是揭示器官、组织生物力学特性的基础，也是进一步研究细胞内生物大分子的生物力学特性的出发点。力可以通过影响细胞内基因表达和蛋白质的合成来调节细胞功能，在细胞的生理、病理过程中发挥着重要作用。
生命活动中无论是心脏的博动、动脉的收缩和舒张、肠道的蠕动，骨生长正畸，肌肉生长正畸，血管蠕动，肢体运动，器官活动，还是胸肺的呼吸都不断地对参与其中的细胞施加动态的拉伸作用。因此正确理解细胞对外加拉伸的相应行为对骨肉正畸、肌肉收缩、创伤修复、肿瘤转移、器官组织康复等许多重要生物医学领域都有十分重要的意义。
细胞组织力学不仅揭示正常生命机体生长、发育和衰老的机理和自然规律，而且对于阐明机体疾病的发病机理及提供诊断和治疗的基本原理，包括新型药物和新技术的研发，都是具有极其重要的理论和现实意义，
细胞力学是细胞工程学和组织工程学的基础，是现代生物力学发展十分迅速的一个前沿领域，涉及载荷作用下细胞、细胞膜、细胞骨架的变形、弹性、粘弹性、粘附力、表面张力等力学性能的研究，以及机械力对细胞的形态、结构、功能、生长的影响。
细胞处于组织的应力（这里的应力包括：张应力、压应力、切应力）环境中，应力刺激细胞膜并通过微丝和微管传递到细胞核，应力信号在传递过程中引起一系列生化反应。最新研究成果已证明应力信号与化学信号在决定细胞活动中具有同等重要性，应力信号在调控细胞的分化、生长和凋亡中起着主导作用。
v背景—细胞力学研究的基础和关键是体外细胞培养机械加力装置的研制
由于生物体内器官和组织结构极其复杂，生物个体也存在较大差异，致使在体细胞的力学环境复杂多样，从而增加在体细胞力学行为研究的难度。由于生物体内的细胞、细胞膜极小，宏观力学加载方法和实验技术无法直接使用，因此，寻找合适细胞力学加载方法和能膜拟生命体内细胞组织生长生物力环境的细胞组织体外机械力加载装置，实现体外分离和建立合适的加载膜型是细胞力学研究面临的首要问题。
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美国Flexcellint国际公司，成立于1987年，该公司专注于细胞力学产品的设计和制造。以提供独特的体外细胞拉应力、压应力和流体剪切应力加载刺激系统以及配套的培养板、硅胶膜载片等耗材闻名于世。
该系统智能、精准诱导来自各种细胞、组织在拉力、压力和流体切应力作用下发生的生化生理变化，专业、细腻的阐释了体外细胞、组织机械力刺激加载、力学信号感受和响应机制。对研究细胞的形态结构及功能，细胞的生长、发育、成熟、增殖、衰老、凋亡、死亡及癌变以及通路表达，细胞信号传导及基因表达的调控，细胞的分化及其调控机理具有重要意义。 1、FX-5000T细胞牵张拉伸应力加载系统(Flexcell FX5000 Tension system)
1）该系统对二维、三维细胞和组织提供轴向和圆周应力加载； 2）基于柔性膜基底变形、受力均匀; 3）可实时观察细胞、组织在应力作用下的反应; 4）可有选择性地封阻对细胞的应力加载; 5）同时兼备多通道细胞压力加载功能; 6）与Flex Flow平行板流室配套，可以在牵拉细胞的同时施加流体切应力; 7）多达4通道，可4个不同程序同时运行，进行多个不同拉伸形变率对比实验； 8）同一程序中可以运行多种频率，多种振幅和多种波形； 9）更好地控制在超低或超高应力下的波形；< 10）多种波形种类：静态波形、正旋波形、心动波形、三角波形、矩形以及各种特制波形； 11)电脑系统对牵张拉伸力加载周期、大小、频率、持续时间精确智能调控 应用范围：加载分析各种细胞在应力刺激下的生物化学反应: 例如：骨骼细胞、肺细胞、心肌细胞、血细胞、皮肤细胞、肌腱细胞、韧带细胞、软骨细胞和骨细胞、
肾膀胱细胞、平滑肌细胞/尿路上皮及尿路上皮细胞、眼上皮细胞、眼小梁组织细胞、肾小管上皮细胞、
肠上皮细胞、胃上皮细胞等细胞牵张拉伸力加载。
2、FX-5000C细胞压力加载系统(flexcell FX5000 Compression system)——提供样机体验
1）该系统对各种组织、三维细胞培养物提供周期性或静态的压力加载； 5）同时兼备多通道细胞牵拉力加载功能;
6）多达4通道，可4个不同程序同时运行，进行多个不同压力形变率对比实验；
7）同一程序中可以运行多种频率(0.01- 5 Hz)，多种振幅和多种波形；8）更好地控制在超低或超高应力下的波形； 9）多种波形种类：静态波形、正旋波形、心动波形、三角波形、矩形以及各种特制波形； 10)电脑系统对压力加载周期、大小、频率、持续时间精确智能调控 应用范围：检测各种组织和细胞在压力作用下的生物化学反应，例如：胃上皮细胞、肠上皮细胞、 软骨组织，椎间盘骨组织，肌腱组织，韧带组织，以及从肌肉、肺（肺细胞）、心脏、血管、皮肤、 肌腱、韧带、软骨和骨中分离出来的细胞 3、TissueTrain可拉伸三维细胞组织培养系统(Flexcell TissueTrain System)——提供样机体验
系统功能亮点： 1)三维细胞牵张应力加载刺激：对生长在三维状态下的细胞进行静态的或者周期性的应力刺激 2)三维细胞培养：使用三维组织培养模具和三维细胞培养板可以进行三维细胞培养 3)三维细胞应力加载：通过Flexcell应力加载系统和弧矩形加载平台对生长在三维环境下的 细胞进行单轴向或者双轴向的静态或者周期性的应力加载实验 4)动力模拟实验:可建立特制的各种模拟实验：心率模拟实验，步行模拟实验，跑动模拟实验和其他动力模拟实验 5)生物人工组织构建：可构建长度达35mm的生物人工组织 6)观察细胞应力下实时反映：使用显微镜实时观察细胞在三维状态下的反应 7）多种基质蛋白包被的尼龙网锚可以加强细胞与网锚的结合 4、STR-4000细胞流体切应力系统(Flexcell Fluid Shear Stress Device)——提供样机体验
流体切应力加载分析设备 Streamer剪切力设备
6、Flexflow平行板流室系统提供流体切应力同时抻拉细胞
 FlexcellFlexFlow显微切应力加载设备（SHEAR Stress device）
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